随着中国交通网络的密集化,线路交叉工程日益增多,如何降低施工过程中对旧线路运营的影响同时保证施工安全是目前亟待解决的问题。转体施工法以安全、快捷、能最大限度地降低对桥下既有线路的影响而获得广泛应用。其中,转动装置作为转体施工的核心组成部分,其接触面的受力状态关系到转体过程的成败。以往研究多侧重转体施工工艺的控制及改进,对接触面的受力及摩擦分析较少。鉴于此,本文结合接触力学理论,通过宏观尺度下的有限元数值模拟方法与纳-微观尺度下的分子动力学方法深入研究转动装置接触面的受力问题,主要工作内容如下:（1）转动装置的有限元分析。利用有限元方法分别考虑了无滑块转动装置以及带滑块转动装置在接触过程中的受力情况,并将其与接触力学理论对比;在此基础上,进一步分析了偏心荷载对两种转动装置的影响。（2）接触界面的简化及应力优化。结合接触力学理论,提出了简化的接触力学模型;并针对滑块接触面应力分布不均现象,在简化模型的基础上对滑块的空间分布进行了优化。（3）纳-微观尺度下接触界面的力学行为分析。鉴于球铰接触面的受力在润滑系统下实际为复杂的流固耦合接触力学问题,为进一步探究其力学机理,本文基于纳-微观尺度下的分子动力学方法,深入分析了接触面的接触理论及摩擦力的周期波动原因,并进一步探究了晶格常数、滑动速度、压入深度、温度以及粘附等因素对摩擦力的影响。近年来,笔者课题组针对桥梁转体施工接触界面的关键问题进行了系统的研究,蔡晓鹏通过有限元方法建立了带聚四氟乙烯滑块的真实转体模型,分析了转动装置在静止及转动过程中接触面的应力分布规律;袁兆勋针对现有转体施工中摩擦力矩计算精度较低的问题,通过理论推导并结合接触力学理论提出了精确的摩擦系数以及水平转动摩阻力矩计算方法,并在有限元分析和工程实测中获得了验证。区别于以上研究,本文的特色及创新点在于:（1）考虑了偏心荷载对转动装置的影响,基于接触力学理论简化了转动装置的力学模型,并在简化模型的基础上进一步对滑块的空间分布进行优化,降低了接触面的边缘应力集中效应;（2）从纳-微观层面分析了转动接触面在聚四氟乙烯润滑条件下的摩擦力影响规律,从而为真实黄油聚四氟乙烯粉润滑下的转体接触界面的深层受力机理提供理论基础。